Учёные нашли ген, упрощающий генетическую модификацию растений

Открытие может упростить генетическую модификацию сортов растений, считающихся устойчивыми к стандартным методам, включая сорта экономически важных культур.

Исследователи из Университета Пердью идентифицировали ген, влияющий на восприимчивость к заражению бактерией Agrobacterium tumefaciens. Эту бактерию используют как инструмент для вставки генов в растения для получения таких признаков, как устойчивость к вредителям, болезням или суровым условиям среды, а также для улучшения питательности или лёжкости урожая.

Команда изучала гены у Arabidopsis (растение, родственное горчице) — распространённой модельной системы. Учёные выявили ген MTF1, играющий центральную роль в восприимчивости к генетической трансформации, и раскрыли механизм его действия. Биоинформатические анализы и библиотеки генов позволяют предположить, что этот ген также есть у кукурузы, сои, пшеницы, рапса, какао, риса и многих других растений, но это требует экспериментальной проверки.

Исследователи провели генетический скрининг мутантов Arabidopsis, гипервосприимчивых к заражению Agrobacterium, чтобы найти гены, ответственные за восприимчивость. Они обнаружили, что мутация в гене MTF1 влияет на восприимчивость к заражению и генетической трансформации. Растения с подавленным MTF1 были более восприимчивы к трансформации.

Также было установлено, что цитокинин — растительный гормон, секретируемый агробактериями, — запускает каскад молекулярных событий. Это приводит к подавлению MTF1 и активации другого гена (AT14A), который может помогать процессу заражения. Белок, кодируемый AT14A, располагается на поверхности клетки и, возможно, позволяет Agrobacterium лучше связываться с растительной клеткой.

MTF1 важен для нормального развития растения, поэтому его нельзя полностью "выключить", не убив растение. Однако существуют способы снизить его экспрессию. Команда работает над технологией, которая позволит в один шаг снизить экспрессию MTF1 и генетически трансформировать растение.

Исследование опубликовано в журнале Science Signaling.